JP5704472B2 - アクティブ高速データケーブルおよび信号を伝送する方法 - Google Patents
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Description
(i)シールドが互いに結合され、かつ、それぞれが1つのシールド導体を内包する2つの同軸線を含む二重同軸要素、および
(ii)上記の2つのシールド導体を内包するシールドを含むシールド付きツイストペア(STP)
のうちの一方である。
1つ以上の二重シールドケーブル要素を有するローケーブルであって、各二重シールドケーブル要素が、シールドと、高速差動デジタルデータ信号の2つの極性を伝送する2つのシールド導体とを含み、少なくとも1つの二重シールドケーブル要素のインピーダンスが、ケーブル仕様に規定されたケーブルの公称インピーダンスより低いローケーブルと、
映像ソース装置をローケーブルに接続する第1回路支持体であって、少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の2つのシールド導体とそれぞれ直列となった2つのパディング抵抗を有する第1回路支持体と、
ローケーブルを映像シンク装置に接続する第2回路支持体であって、少なくとも1つの二重シールドケーブル要素を終端し、かつ、少なくとも1つの二重シールドケーブル要素によって搬送される高速差動デジタルデータ信号を昇圧する昇圧装置を有する第2回路支持体と
を備え、昇圧装置の出力は映像シンク装置に接続される。
ケーブル仕様に規定されたケーブルの公称インピーダンスよりも低いインピーダンスを持つローケーブルの入力に、2つのパディング抵抗をそれぞれ介して、高速差動デジタルデータ信号の2つの極性を結合する段階と、
ローケーブルのインピーダンスに整合する入力を有する昇圧装置に、ローケーブルの出力から、差動出力信号を結合する段階と、
差動出力信号を昇圧して昇圧差動信号を生成する段階と、
昇圧差動信号を映像シンク装置に結合する段階と
を備える。
−映像ソース装置(Tx)104から入力接続フィールド212におけるtxD2+端子およびTxD2−端子に接続され;
−第1入力パドルボード114.1において、ローケーブルの入力、つまり、同軸対202の内部信号配線「a」および「b」にルーティングされ;
−第1ローケーブル108.1の同軸対202の内部信号配線「a」および「b」を通じてルーティングされ;
−第1ローケーブル108.1の端部から第1出力パドルボード116.1のケーブル昇圧装置118のD2+入力およびD2−入力に結合され;
−ケーブル昇圧装置118のC2+出力およびC2−出力から出力接続フィールド214のrxD2+端子およびrxD2−端子に結合される。
端子txCECからのCECは、同軸対202の結合シールド(combined shields)上を、端子rxCECまで;
端子txSCLからのSCLは、同軸対204の結合シールド上を、端子rxSCLまで;
端子txSDAからのSDAは、同軸210の内部配線「a」上を、端子rxSDAまで;
ユーティリティ
端子txPWRからの+5Vパワーは、同軸対206の結合シールド上を、端子rxPWRまで;
端子txHPDからのホット・プラグ・ディテクトは、同軸対208の結合シールド上を、端子rxHPDまで。
第1出力パドルボード116.1では、+5Vパワーは、昇圧装置118の電力入力(+5V)にも接続される。
上記した2009年6月5日付けのHDMI仕様第1.4版の追補2では、「HDMIイーサネット(登録商標)オーディオ・リターン・チャンネル」(HEAC)が規定されている。HEACチャネルは、HEAC対応HDMIケーブル内を、差動データ信号として、つまり、HDMI規格信号セットのうちのホット・プラグ・ディテクト(HPD)信号と上記では未使用の「ユーティリティ」信号にそれぞれ取って代わる正極性信号HEAC+および負極性信号HEAC−として搬送される。HEACチャネルは、ケーブル昇圧装置118による昇圧を必要としない受動チャネルである。しかし、そのインピーダンスは慎重に制御される必要があり、したがって、各極性を同軸線で伝達することにより、または両極性をシールド付きツイストペア(STP)上で伝達することにより、シールドに内包するべきである。したがって、HEACチャネルに適合するよう基本HDMIケーブル(102.1および102.2)を変更するには、パドルボードおよびローケーブルにおいて、接続の変更(HPDおよび上記では未接続の「ユーティリティ」信号に取って代わるHEACチャネルを追加する)だけが必要である。
図7は、本発明の実施形態に係る、第5入力パドルボード114.5、第5ローケーブル108.5、および第5出力パドルボード116.5を備える、同軸技術に基づいた同軸DisplayPortケーブル102.5を示す。第5ローケーブル108.5は、5つの同軸対602、604、606、608、および610として配列された合計10本の個別の同軸線を含む。同軸対602〜610のそれぞれは、「a」および「b」として示される内部信号配線による2本の同軸線と、単一の導電路を形成するように互いに結合された2つのシールドとを含む。したがって、上記したように(図1B参照)、同軸対602〜610のそれぞれによって、3本の電気接続、つまり、1本の差動接続(配線「a」および「b」)と、1本のシングルエンド接続(結合シールド)とが提供される。
−映像ソース装置(Tx)104から入力接続フィールド612のtxML_L0+端子およびtxML_L0−端子に接続され;
−第5入力パドルボード114.5において同軸対602の内部信号配線「a」および「b」にルーティングされ;
−第5ローケーブル108.5内を、第5ローケーブル108.5の同軸対602の内部信号配線「a」および「b」上をルーティングされ;
−第5ローケーブル108.5の端部から、第5出力パドルボード116.5のケーブル昇圧装置118のD0+入力およびD0−入力に結合され;
−ケーブル昇圧装置118のC0+出力およびC0−出力から、出力接続フィールド614のrxML_L0+端子およびrxML_L0−端子に結合される。
txCONFIG1端子からのCONFIG1は、同軸対606の結合シールド上をrxCONFIG1端子まで;
txCONFIG2端子からのCONFIG2は、同軸対608の結合シールド上をrxCONFIG2端子まで;
txHPD端子からのホット・プラグは、同軸対610の結合シールド上をrxHPD端子まで;
txDP_PWR端子からのDP_PWRは、同軸対602の結合シールド上をrxDP_PWR端子まで。
HDMIケーブルもしくはDisplayPortケーブル等のほう圧高速デジタル映像ケーブルに含まれる配線の数は、アクティブ信号と、電力およびグラウンドとをそれぞれ搬送するシールドを用いることにより、従来技術における14本以上から9本もしくは10本に減らされてきている。この数の減少は、高速データ線上での有害となりうるコモンモード妨害の除去を補償する昇圧装置により可能となっている。配線数の減少によって、コネクタにおける配線終端のための位置合わせが簡素になる。本来の高速ケーブルでは、同軸線もしくはシールド付きツイストペアと標準の配線とを組み合わせて用いる。本発明では、同軸かまたはSTPかの単一の種類の配線だけを用いて全ての信号を搬送することにより、高速ケーブルの構築コストが削減される。これにより、ケーブルの構築が大幅に簡単になり、終端処理が1工程だけで済み、結果的にコストが削減される。
上記の低配線数技術を通じて得られる利点に加え、本明細書に記載した昇圧デジタル映像ケーブル102のいずれかで高速データ信号を搬送するべく、規格で示される公称配線インピーダンスよりもインピーダンスが低い同軸線もしくはシールド付きツイストペア(STP)を用いることにより、さらなるコスト利益が得られる。
Claims (37)
- ケーブル仕様にしたがって、映像ソース装置と映像シンク装置との間で1つ以上の高速差動デジタルデータ信号および1つ以上の補助信号を搬送するデジタル映像ケーブルであって、
前記1つ以上の高速差動デジタルデータ信号のコモンモード成分を除去する差動増幅器を有し、前記1つ以上の高速差動デジタルデータ信号を昇圧する昇圧装置と、
1つ以上の二重シールドケーブル要素を有するローケーブルであって、各二重シールドケーブル要素が2つのシールド導体およびシールドを含むローケーブルと、
前記映像ソース装置を前記ローケーブルに接続する第1回路支持体であって、前記映像ソース装置から少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体に、前記高速差動デジタルデータ信号を接続する端子を有する第1回路支持体と
を備え、
前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記昇圧装置との間を延伸し、
前記1つ以上の二重シールドケーブル要素の前記シールドは、前記映像ソース装置と前記映像シンク装置との間を延伸し、
前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記シールドは、補助信号を搬送するよう構成され、
前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、高速差動デジタルデータ信号を搬送するよう構成される、
デジタル映像ケーブル。 - 前記1つ以上の二重シールドケーブル要素のうちいくつか、または、全ては、二重同軸要素であり、各二重同軸要素は、シールドが互いに結合された2つの同軸線を含み、各同軸線は、1つのシールド導体を内包する請求項1に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記ローケーブルは、1つのシールド導体を内包するシールドを含み、かつ、前記映像ソース装置と前記映像シンク装置との間を延伸し、かつ、前記シールドが、別の補助信号を搬送するよう構成され、かつ、前記シールド導体がさらに別の補助信号を搬送するよう構成された同軸線をさらに有する請求項1に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記1つ以上の二重シールドケーブル要素のうちいくつか、または、全ては、シールド付きツイストペア(STP)であり、各シールド付きツイストペアは、前記2つのシールド導体を内包するシールドを含む請求項1に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記第1回路支持体は、前記映像ソース装置から前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記シールドに少なくとも1つの補助信号を接続する端子をさらに有する請求項1から4のいずれか一項に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記ローケーブルを前記映像シンク装置に接続する第2回路支持体であって、前記昇圧装置を有する第2回路支持体をさらに備える請求項5に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記昇圧装置は、前記1つ以上の高速差動デジタルデータ信号を平均化および昇圧する平均化装置および増幅器を有する請求項6に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記ケーブル仕様は、高品位マルチメディアインターフェース(HDMI)規格である請求項7に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記ケーブル仕様は、DisplayPort規格である請求項8に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記1つ以上の高速差動デジタルデータ信号は、遷移時間最短差動信号伝送方式(TMDS)信号を含み、前記1つ以上の補助信号は、コンシューマ・エレクトロニクス・コントロール(CEC)信号、シリアル・クロック(SCL)信号、ホット・プラグ・ディテクト(HPD)信号、および+5Vパワー信号を含む請求項8に記載のデジタル映像ケーブル。
- 4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記昇圧装置との間を延伸し、
前記4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、遷移時間最短差動信号伝送方式(TMDS)信号である4つの高速差動デジタルデータ信号のそれぞれを搬送するよう構成され、
他の1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記映像シンク装置との間を延伸し、HDMIイーサネット(登録商標)オーディオ・リターン・チャンネル(HEAC)差動信号である補助信号を搬送するよう構成され、
前記4つの二重シールドケーブル要素および前記他の1つの二重シールドケーブル要素の前記シールドは、コンシューマ・エレクトロニクス・コントロール(CEC)信号、シリアル・クロック(SCL)信号、シリアル・データ(SDA)信号、デジタル・データ・チャネル(DDC)/CECグラウンド信号、および+5Vパワー信号である補助信号を搬送するよう構成される
請求項8または10に記載のデジタル映像ケーブル。 - 4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記昇圧装置との間を延伸し、
前記4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、メインラインレーンである4つの高速差動デジタルデータ信号のそれぞれを搬送するよう構成され、
他の1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記映像シンク装置との間を延伸し、補助チャネル(AUX CH)差動信号である補助信号を搬送するよう構成され、
前記4つの二重シールドケーブル要素および前記他の1つの二重シールドケーブル要素の前記シールドは、CONFIG1信号、CONFIG2信号、グラウンド信号、ホット・プラグ・ディテクト(HPD)信号、およびDisplayPortパワー(DP_PWR)信号である補助信号を搬送するよう構成される
請求項11に記載のデジタル映像ケーブル。 - 前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素のインピーダンスは、前記ケーブル仕様に規定された前記デジタル映像ケーブルの公称インピーダンスより低く、
前記第1回路支持体は、前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体とそれぞれ直列となった2つのパディング抵抗を有し、
前記昇圧装置は、前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素を終端する昇圧回路を有する
請求項1から12のいずれか1項に記載のデジタル映像ケーブル。 - ローケーブルおよび昇圧装置を備えるデジタル映像ケーブル上で、映像ソース装置から映像シンク装置に1つ以上の高速差動デジタルデータ信号および1つ以上の補助信号を伝送する方法であって、
前記ローケーブルの1対のシールド導体で、前記映像ソース装置から前記昇圧装置に少なくとも1つの高速差動デジタルデータ信号を搬送する段階と、
前記昇圧装置で、前記少なくとも1つの高速差動デジタルデータ信号のコモンモード成分を除去する段階と、
前記昇圧装置で、前記少なくとも1つの高速差動デジタルデータ信号を平均化する段階と、
前記昇圧装置で前記少なくとも1つの高速差動デジタルデータ信号を昇圧して昇圧信号を生成し、前記昇圧信号を前記映像シンク装置に伝送する段階と、
前記1対のシールド導体のシールド上で、少なくとも1つの補助信号を搬送する段階と
を備える方法。 - 前記伝送する段階は、
高品位マルチメディアインターフェース(HDMI)ケーブル、および
DisplayPortケーブル
のうちの1つである前記デジタル映像ケーブル上で伝送する段階を有する請求項14に記載の方法。 - ケーブル仕様にしたがって、映像ソース装置と映像シンク装置との間で、1つ以上の高速差動デジタルデータ信号および1つ以上の補助信号を搬送するデジタル映像ケーブルであって、
1つ以上の二重シールドケーブル要素を有するローケーブルであって、各二重シールドケーブル要素が、シールドと、高速差動デジタルデータ信号の2つの極性を伝送する2つのシールド導体とを含み、少なくとも1つの二重シールドケーブル要素のインピーダンスが、前記ケーブル仕様に規定された前記デジタル映像ケーブルの公称インピーダンスより低いローケーブルと、
前記映像ソース装置を前記ローケーブルに接続する第1回路支持体であって、前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体とそれぞれ直列となった2つのパディング抵抗を有する第1回路支持体と、
前記ローケーブルを前記映像シンク装置に接続する第2回路支持体であって、前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素を終端し、かつ、前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素によって搬送される前記高速差動デジタルデータ信号を昇圧する昇圧装置を有する第2回路支持体と、
を備え、
前記昇圧装置の出力が前記映像シンク装置に接続される
デジタル映像ケーブル。 - 前記2つのパディング抵抗の合計の抵抗値は、前記公称インピーダンスと前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記インピーダンスとの差に等しい請求項16に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記2つのパディング抵抗は、同一の抵抗値を有する請求項17に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記1つ以上の二重シールドケーブル要素のうち1つの二重シールドケーブル要素の前記シールドは、補助信号を搬送するよう構成される請求項16から18のいずれか1項に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記1つ以上の二重シールドケーブル要素のうち1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、高速差動デジタルデータ信号を搬送するよう構成される請求項19に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記1つ以上の二重シールドケーブル要素のうちいくつか、または、全ては、二重同軸要素であり、各二重同軸要素は、シールドが互いに結合された2つの同軸線を含み、各同軸線は、1つのシールド導体を内包する請求項16から20のいずれか1項に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記デジタル映像ケーブルの前記公称インピーダンスは、100オームであり、前記少なくとも1つの二重シールドケーブル要素の前記インピーダンスは、前記2つの同軸線の特性インピーダンスを含めて50オームから90オームの間である請求項21に記載のデジタル映像ケーブル。
- 各同軸線の特性インピーダンスは、35オームである請求項22に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記1つ以上の二重シールドケーブル要素のうちいくつか、または、全ては、シールド付きツイストペア(STP)であり、各STPは、前記2つのシールド導体を内包するシールドを含む請求項16から20のいずれか1項に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記デジタル映像ケーブルの前記公称インピーダンスは、100オームであり、シールド付きツイストペアの特性インピーダンスは、50オームから90オームの間である請求項24に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記シールド付きツイストペアの前記特性インピーダンスは、70オームである請求項25に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記ケーブル仕様は、高品位マルチメディアインターフェース(HDMI)規格である請求項16から26のいずれか1項に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記ケーブル仕様は、DisplayPort規格である請求項16から26のいずれか1項に記載のデジタル映像ケーブル。
- 前記1つ以上の高速差動デジタルデータ信号は、遷移時間最短差動信号伝送方式(TMDS)信号を含み、前記1つ以上の補助信号は、コンシューマ・エレクトロニクス・コントロール(CEC)信号、シリアル・クロック(SCL)信号、ホット・プラグ・ディテクト(HPD)信号、および+5Vパワー信号を含む請求項27に記載のデジタル映像ケーブル。
- 4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記昇圧装置との間を延伸し、
前記4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、遷移時間最短差動信号伝送方式(TMDS)信号である4つの高速差動デジタルデータ信号のそれぞれを搬送するよう構成され、
他の1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記映像シンク装置との間を延伸し、HDMIイーサネット(登録商標)オーディオ・リターン・チャンネル(HEAC)差動信号である補助信号を搬送するよう構成され、
前記4つの二重シールドケーブル要素および前記他の1つの二重シールドケーブル要素の前記シールドは、コンシューマ・エレクトロニクス・コントロール(CEC)信号、シリアル・クロック(SCL)信号、シリアル・データ(SDA)信号、デジタル・データ・チャネル(DDC)/CECグラウンド信号、および+5パワー信号である補助信号を搬送するよう構成される
請求項27または29に記載のデジタル映像ケーブル。 - 前記昇圧装置は、前記TMDS信号をそれぞれ平均化および昇圧する平均化装置および増幅器を含む請求項29または30に記載のデジタル映像ケーブル。
- 4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記昇圧装置との間を延伸し、
前記4つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、メインラインレーンである4つの高速差動デジタルデータ信号のそれぞれを搬送するよう構成され、
他の1つの二重シールドケーブル要素の前記2つのシールド導体は、前記映像ソース装置と前記映像シンク装置との間を延伸し、補助チャネル(AUX CH)差動信号である補助信号を搬送するよう構成され、
前記4つの二重シールドケーブル要素および前記他の1つの二重シールドケーブル要素の前記シールドは、CONFIG1信号、CONFIG2信号、グラウンド信号、ホット・プラグ・ディテクト(HPD)信号、およびDisplayPortパワー(DP_PWR)信号である補助信号を搬送するよう構成される
請求項28に記載のデジタル映像ケーブル。 - 前記昇圧装置は、前記メインラインレーンをそれぞれ平均化および昇圧する平均化装置および増幅器を含む請求項32に記載のデジタル映像ケーブル。
- ケーブル仕様に適合するよう設計されたデジタル映像ケーブル上で、映像ソース装置から映像シンク装置に、高速差動デジタルデータ信号を伝送する方法であって、
前記ケーブル仕様に規定された前記デジタル映像ケーブルの公称インピーダンスよりも低いインピーダンスを持つローケーブルの入力に、2つのパディング抵抗をそれぞれ介して、前記高速差動デジタルデータ信号の2つの極性を結合する段階と、
前記ローケーブルの前記インピーダンスに整合する入力を有する昇圧装置に、前記ローケーブルの出力から、差動出力信号を結合する段階と、
前記差動出力信号を昇圧して昇圧差動信号を生成する段階と、
前記昇圧差動信号を前記映像シンク装置に結合する段階と
を備える方法。 - 前記ローケーブルのシールド上で、前記映像ソース装置から前記映像シンク装置に、補助信号を伝送する段階をさらに備える請求項34に記載の方法。
- 前記伝送する段階は、シールドが互いに結合された1対の同軸線を含む同軸ケーブル上で伝送する段階を有し、前記補助信号は、結合された前記シールド上で伝送される請求項35に記載の方法。
- 前記伝送する段階は、2つのシールド導体を内包するシールドを含むシールド付きツイストペア(STP)上で伝送する段階を有し、前記補助信号は前記STPの前記シールド上で伝送され、前記高速差動デジタルデータ信号は、前記2つのシールド導体上で伝送される請求項35に記載の方法。
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